输液管道的稳定性与动力学研究,在石油化工、海洋工程、核反应堆部件、热交换器、机械压力管道和微流体器件等设计中,都有重要应用。本项目针对输液管道的动力学模型,研究了它的稳定性与非线性振动行为以及松动支承和(或)横向外流的影响,取得的主要成果有(1)考虑流体与管道动变形的耦合作用以及管道变形引起的非线性因素,计入松动支承、横向外流、内流、温度和时滞等因素,分别建立了输液管和管束模型的非线性运动方程;(2)基于Galerkin方法或微分求积法对运动方程进行离散化,采用现代动力学分析方法研究了输液管和管束结构的稳定性和失稳临界流速等;(3)通过数值仿真计算,重点考查了松动支承刚度和位置、管道边界条件、横向外流速度、温度变化、内流速度及时滞等因素对非线性动力响应的影响;(4)提出一种控制输液管振动特性和稳定性的简易模型;(5)建立了微尺度下输液管道结构稳定性与振动分析的微尺度相关模型,揭示了振动频率、临界流速和波动特性的微尺度效应。
英文主题词pipe conveying fluid; cross-flow; loose support; stability; nonlinear vibration